Resonances, Vibrations, Shocks, External mechanical forces and Detection methods for Lithium-Ion-Batteries

In vielen alltäglichen Anwendungen sind Lithium-Ionen-Batterien mechanischen Belastungen wie Vibrationen, Schocks und weiteren externen Kräften ausgesetzt. Die Einflüsse solcher Belastungsszenarien auf die Lebensdauer und die Sicherheit wurde in der Wissenschaft bisher nur wenig betrachtet.

Das Ziel des Projektes ReVISEDBatt ist es, anhand realitätsnaher Szenarien (Automotive, Material Handling, Bahn, Logistik/Transport, Powertools) fundierte Aussagen über den Einfluss von mechanischen Betriebslasten (periodisch, dynamisch, statisch) auf die Zellalterung und -sicherheit aller gängiger Zellformate der Lithium-Ionen-Technologie zu treffen. Die Erkenntnisse auf Zellebene dienen als Grundlage für die Untersuchung von Modulen. Es sollen die Wirkmechanismen einer kombinierten elektrochemisch-mechanischen Alterung aufgeklärt und Handlungsempfehlungen zur Verbesserung der Zellen sowie der Module inkl. Kontaktierung, Verspannung und des Batteriemanagementsystems (BMS) für Transport und Betrieb abgeleitet werden.

Die Hochschule München hat dabei das Ziel, neuartige Messmethoden zur Detektion von mechanischen Schädigungen zu entwickeln. Dabei werden Lösungen angestrebt, die die Diagnose in einer Echtzeitumsetzung ermöglichen und so den Einsatz in hochintegrierten Batteriemanagementsystemen (BMS) finden. Das BMS soll die Detektion von mechanischen Schädigungen vor Erreichen eines kritischen Zustands sowie deren Lokalisation ermöglichen. Abschließend werden die so entwickelten Messverfahren und Algorithmen im Rahmen des Projekts anhand eines Prototypen umgesetzt und erprobt.

Projektpartner:

• BMW AG, München